北斗衛星導航系統及相關介紹

「北斗一號」衛星定位系統又名雙星定位系統，是我國第一代自主的衛星導航定位系統。該系統於80年代中期開始預先研究，1995年正式啟動工程研製。2000年10月和12月，兩顆工作衛星先後發射成功，地面應用系統設備全部安裝到位，系統初步建成。2003年1月1日正式投入使用，2003年5月第三顆「北斗一號」導航定位衛星（備份星）發射成功，為系統更加可靠的運行提供了保證。「北斗一號」系統的建成標誌著我國成為繼美(GPS)、俄(GLONASS)之後第三個擁有獨立的衛星導航系統的國家，該系統的建立對我國國防和經濟建設將起到積極作用。「北斗一號」系統是一種新型、全天候、區域性的衛星導航定位系統。系統由三顆（兩顆工作衛星、一顆備用衛星）北斗定位衛星（北斗一號）、地面控制中心為主的地面部份、北斗用戶終端三部分組成。「北斗一號」系統服務區由東經70度至東經145度，北緯5度到北緯55度，覆蓋我國和周邊地區，包括戰略敏感區域，諸如台海、南沙等區域。系統在服務區內提供三項服務：（1） 定位（導航）：快速確定用戶所在點的地理位置，向用戶及主管部門提供導航信息。在標校站覆蓋區定位精度可達到20米，無標校站覆蓋區定位精度優於100米。（2） 通信：用戶與用戶、用戶與中心控制系統之間均可實現最多120個漢字的雙向簡短數字報文通信，並可通過信關站與互聯網、移動通信系統互通。（3） 授時：中心控制系統定時播發授時信息，為定時用戶提供時延修正值。定時精度可達100ns（單向授時）和20ns（雙向授時）。「北斗一號」採用三球交會測量原理進行定位:分別以兩顆同步衛星為球心，以衛星到用戶接收天線距離為半徑，構成兩個球面；兩球面相交得一圓，該圓垂直於赤道平面；在地球不規則球面的基礎上增加用戶高程，獲得一個「加大」的不規則球面；圓與不規則球面相交，得兩個點，分別位於南北半球，取北半球的點即為用戶機的位置。上述定位解算在地面中心站完成。「北斗一號」導航試驗衛星系統具備在中國及其周邊地區範圍內的定位、授時、報文和ＧＰＳ廣域差分功能，並已在測繪、電信、水利、交通運輸、漁業、勘探、森林防火和國家安全等諸多領域逐步發揮重要作用。「北斗一號」衛星導航系統與GPS系統相比具有衛星數量少、投資小、用戶設備處理簡單等優點，並能實現一定區域的導航定位、通訊、定時等多種用途，可滿足當前我國陸、海、空運輸導航定位定時的需求。缺點是不能覆蓋兩極地區，赤道附近定位精度差，只能二維主動式定位，且需提供用戶高程數據，不能滿足高動態和保密的軍事用戶要求，用戶數量受一定限制。2004年8月31日，我國擁有自主知識產權的「北斗二號」衛星導航系統立項，將於2008年前後建成。「北斗二號」衛星導航系統空間段由5顆靜止軌道衛星和30顆非靜止軌道衛星組成，提供兩種服務方式，即開放服務和授權服務。開放服務是在服務區免費提供定位、測速和授時服務，定位精度為10米，授時精度為50納秒，測速精度0．2米／秒。授權服務是向授權用戶提供更安全的定位、測速、授時和通信服務以及系統完好性等信息。「北斗二號」衛星導航系統將克服「北斗一號」系統存在的缺點，同時具備通信功能，其建設目標是為我國及周邊地區的我軍民用戶提供陸、海、空導航定位服務，促進衛星定位、導航、授時服務功能的應用，為航天用戶提供定位和軌道測定手段，滿足武器制導的需要，滿足導航定位信息交換的需要。中國計劃2007年初發射兩顆北斗導航衛星，2008年左右滿足中國及周邊地區用戶對衛星導航系統的需求，並進行系統組網和試驗，逐步擴展為全球衛星導航系統。北斗星GPS導航系統詳細解答北斗星車上用的GPS導航，下面是說說關於GPS導航系統的詳細內容 GPS 是英文Global Positioning System（全球定位系統）的簡稱，而其中文簡稱為「球位系」。GPS是20世紀70年代由美國陸海空三軍聯合研製的新一代空間衛星導航定位系統 。其主要目的是為陸、海、空三大領域提供實時、 全天候和全球性的導航服務，並用於情報收集、核爆監測和應急通訊等一些軍事目的，是美國獨霸全球戰略的重要組成。經過20餘年的研究實驗，耗資300億美元，到1994年3月，全球覆蓋率高達98%的24顆GPS衛星星座己布設完成。在機械領域GPS則有另外一種含義：產品幾何技術規範(Geometrical Product Specifications)-簡稱GPS。GPS構成1。空間部分GPS的空間部分是由21顆工作衛星組成,它位於距地表20 200km的上空,均勻分布在6 個軌道面上(每個軌道面4 顆) ,軌道傾角為55°。此外,還有3 顆有源備份衛星在軌運行。衛星的分布使得在全球任何地方、任何時間都可觀測到4 顆以上的衛星,並能在衛星中預存的導航信息。GPS的衛星因為大氣摩擦等問題，隨著時間的推移，導航精度會逐漸降低。2. 地面控制系統地面控制系統由監測站(Monitor Station)、主控制站(Master Monitor Station)、地面天線(Ground Antenna)所組成,主控制站位於美國科羅拉多州春田市(Colorado Spring)。地面控制站負責收集由衛星傳回之訊息,並計算衛星星曆、相對距離,大氣校正等數據。3。用戶設備部分用戶設備部分即GPS 信號接收機。其主要功能是能夠捕獲到按一定衛星截止角所選擇的待測衛星，並跟蹤這些衛星的運行。當接收機捕獲到跟蹤的衛星信號後，就可測量出接收天線至衛星的偽距離和距離的變化率,解調出衛星軌道參數等數據。根據這些數據，接收機中的微處理計算機就可按定位解算方法進行定位計算，計算出用戶所在地理位置的經緯度、高度、速度、時間等信息。接收機硬體和機內軟體以及GPS 數據的後處理軟體包構成完整的GPS 用戶設備。GPS 接收機的結構分為天線單元和接收單元兩部分。接收機一般採用機內和機外兩種直流電源。設置機內電源的目的在於更換外電源時不中斷連續觀測。在用機外電源時機內電池自動充電。關機後，機內電池為RAM存儲器供電，以防止數據丟失。目前各種類型的接受機體積越來越小，重量越來越輕，便於野外觀測使用。其次則為使用者接收器,現有單頻與雙頻兩種,但由於價格因素,一般使用者所購買的多為單頻接收器。GPS術語1.GPS Generalized Processor Sharing通用處理器共享2.GPS Global Positioning System 全球定位衛星／系統3.[GPSS]General Purpose Systems Simulator通用系統模擬器4.[DGPS]Differential GPS差分GPS,差分全球定位系統5.GPS General Phonetic Symbols 捷易讀注音符GPS原理GPS導航系統的基本原理是測量出已知位置的衛星到用戶接收機之間的距離，然後綜合多顆衛星的數據就可知道接收機的具體位置。要達到這一目的，衛星的位置可以根據星載時鐘所記錄的時間在衛星星曆中查出。而用戶到衛星的距離則通過紀錄衛星信號傳播到用戶所經歷的時間，再將其乘以光速得到(由於大氣層電離層的干擾，這一距離並不是用戶與衛星之間的真實距離，而是偽距（PR）：當GPS衛星正常工作時，會不斷地用1和0二進位碼元組成的偽隨機碼（簡稱偽碼）發射導航電文GPS系統使用的偽碼一共有兩種，分別是民用的C/A碼和軍用的P(Y)碼。C/A碼頻率1.023MHz,重複周期一毫秒，碼間距1微秒，相當於300m；P碼頻率10.23MHz，重複周期266.4天，碼間距0.1微秒，相當於30m。而Y碼是在P碼的基礎上形成的，保密性能更佳。導航電文包括衛星星曆、工作狀況、時鐘改正、電離層時延修正、大氣折射修正等信息。它是從衛星信號中解調製出來，以50b/s調製在載頻上發射的。導航電文每個主幀中包含5個子幀每幀長6s。前三幀各10個字碼；每三十秒重複一次，每小時更新一次。後兩幀共15000b。導航電文中的內容主要有遙測碼、轉換碼、第1、2、3數據塊，其中最重要的則為星曆數據。當用戶接受到導航電文時，提取出衛星時間並將其與自己的時鐘做對比便可得知衛星與用戶的距離，再利用導航電文中的衛星星曆數據推算出衛星發射電文時所處位置，用戶在WGS-84大地坐標系中的位置速度等信息便可得知。可見GPS導航系統衛星部分的作用就是不斷地發射導航電文。然而，由於用戶接受機使用的時鐘與衛星星載時鐘不可能總是同步，所以除了用戶的三維坐標x、y、z外，還要引進一個Δt即衛星與接收機之間的時間差作為未知數，然後用4個方程將這4個未知數解出來。所以如果想知道接收機所處的位置，至少要能接收到4個衛星的信號。GPS接收機可接收到可用於授時的準確至納秒級的時間信息；用於預報未來幾個月內衛星所處概略位置的預報星曆；用於計算定位時所需衛星坐標的廣播星曆，精度為幾米至幾十米（各個衛星不同，隨時變化）；以及GPS系統信息，如衛星狀況等。GPS接收機對碼的量測就可得到衛星到接收機的距離，由於含有接收機衛星鐘的誤差及大氣傳播誤差，故稱為偽距。對0A碼測得的偽距稱為UA碼偽距，精度約為20米左右，對P碼測得的偽距稱為P碼偽距，精度約為2米左右。GPS接收機對收到的衛星信號，進行解碼或採用其它技術，將調製在載波上的信息去掉後，就可以恢復載波。嚴格而言，載波相位應被稱為載波拍頻相位，它是收到的受多普勒頻 移影響的衛星信號載波相位與接收機本機振蕩產生信號相位之差。一般在接收機鍾確定的曆元時刻量測，保持對衛星信號的跟蹤，就可記錄下相位的變化值，但開始觀測時的接收機和衛星振蕩器的相位初值是不知道的，起始曆元的相位整數也是不知道的，即整周模糊度，只能在數據處理中作為參數解算。相位觀測值的精度高至毫米，但前提是解出整周模糊度，因此只有在相對定位、並有一段連續觀測值時才能使用相位觀測值，而要達到優於米級的定位 精度也只能採用相位觀測值。按定位方式，GPS定位分為單點定位和相對定位（差分定位）。單點定位就是根據一台接收機的觀測數據來確定接收機位置的方式，它只能採用偽距觀測量，可用於車船等的概略導航定位。相對定位（差分定位）是根據兩台以上接收機的觀測數據來確定觀測點之間的相對位置的方法，它既可採用偽距觀測量也可採用相位觀測量，大地測量或工程測量均應採用相位觀測值進行相對定位。在GPS觀測量中包含了衛星和接收機的鐘差、大氣傳播延遲、多路徑效應等誤差，在定位計算時還要受到衛星廣播星曆誤差的影響，在進行相對定位時大部分公共誤差被抵消或削弱，因此定位精度將大大提高，雙頻接收機可以根據兩個頻率的觀測量抵消大氣中電離層誤差的主要部分，在精度要求高，接收機間距離較遠時（大氣有明顯差別），應選用雙頻接收機。相對論為GPS提供了所需的修正全球定位系統GPS衛星的定時信號提供緯度、經度和高度的信息，精確的距離測量需要精確的時鐘。因此精確的GPS接受器就要用到相對論效應。準確度在30米之內的GPS接受器就意味著它已經利用了相對論效應。華盛頓大學的物理學家CliffordM. Will詳細解釋說：「如果不考慮相對論效應，衛星上的時鐘就和地球的時鐘不同步。」相對論認為快速移動物體隨時間的流逝比靜止的要慢。Will計算出，每個GPS衛星每小時跨過大約1.4萬千米的路程，這意味著它的星載原子鐘每天要比地球上的鐘慢7微秒。而引力對時間施加了更大的相對論效應。大約2萬千米的高空，GPS衛星經受到的引力拉力大約相當於地面上的四分之一。結果就是星載時鐘每天快45微秒， GPS要計入共38微秒的偏差。Ashby解釋說：「如果衛星上沒有頻率補償，每天將會增大11千米的誤差。」(這種效應實事上更為複雜，因為衛星沿著一個偏心軌道，有時離地球較近，有時又離得較遠。)北斗星GPS功能詳解北斗星GPS其用途有：車輛實時定位、監視控制、調度管理、報警處置；車輛物流管理、網上查車、手機查車、簡訊查車服務等。系統適用於城市、地區、以及全國聯網使用；適用於政府、集團、企事業單位以至私家車輛用戶使用。它能監控車輛違章行駛、提升車輛的防盜搶能力、提高車輛營運效率，增加車輛營運經濟效益，促進我國車輛管理現代化、信息化、智能化建設。系統的服務對象可為：出租、公交、各種工程、混凝土攪拌、物流配送、冷藏、信貸、租賃、消防、急救、邊防、押鈔、危險品運輸車輛等。北斗星GPS系列；個人定位手機系列；車載GPS導航系列，均是國內質量過硬，技術領先，自主平台的多用途GPS及應用管理平台。北斗星GPS系統特點：（1）整個平台基於開放思想設計，設備兼容性強、地圖資源支持豐富、許可權結構靈活，部署快捷，運行穩定；（2）監控方式多樣，支持B/S（瀏覽器）、C/S（客戶端）、手機上網、簡訊等各種查車方式；（3）設備兼容性高：兼容國內外50多種常見終端設備；（4）地圖資源支持豐富：可以使用Mapinfo、51ditu、mapabc、mapbar、google map、google地球等多種地圖格式；（5）許可權管理靈活：系統管理員、一級管理員、二級管理員許可權層次分布，用戶、車輛、終端類型均支持許可權管理，滿足各種運營、代理模式需要；（6）統計分析功能強大：提供各種行駛、停車、超速、點火、油耗、溫度、位置、里程、報警報表；（7）企業管理功能：提供車輛、司機信息管理功能；（8）人性化服務工具：管理員發布公告、增加共享標註、車輛違章查詢、車輛所在地天氣預報、實時交通路況信息等。相關信息北斗星百科知識http://baike.cheshi.com/bseries_197/北斗星參數配置http://product.cheshi.com/bseries_197/param.html更多鈴木汽車百科http://baike.cheshi.com/suzuki/
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